大学生物学の教科書 10章 ウイルスと原核生物の遺伝学

担当：甲斐
参加者：5名

概要
10.1 どんなウイルスであっても、自己のみでは増殖できないため、(動物、植物、菌類、原生生物、原核生物といった)宿主の細胞内で増殖する。

10.2 ファージは溶菌サイクルと溶原サイクルを持つ。ファージにはcIとCroの２種類のタンパク質を用いて宿主内の状態を感知する機構があり、それにより2つのサイクルを使い分ける。

10.3 原核生物は無性生殖的だが自己の遺伝子の組み替えを行う方法を幾つか持っている。原核生物の組み替えは、他の細胞由来のDNA断片とゲノムとの間で起こる

10.4 原核生物は温度変化や栄養不足といった脅威に対して遺伝子を交換するだけでなく、遺伝子発現を調節して対処する。

10.5 原核生物のゲノムが解読されることで多くの知見が得られた。これより、機能ゲノム楽や比較ゲノム学といった学問が発展した。

議題

ウイルスは生物ではないのか？

「生物」という言葉にウイルスが含まれるのは一般的ではない

→ウイルスを含むとするとどのような定義にすれば良いか？

・ある個体に対し生死の判別がつく

→生死の定義が難しい

・呼吸をしてエネルギーを生産しているか否か

・エネルギーを生産する機構があるか

・DNAを持っている

→DNAやRNAといった遺伝情報を蓄える機構を持っているか否か

まとめ

生物に関してDNAやRNAといった遺伝情報を蓄える機構を持っているか否かで定義すればウイルスまで含むことができると思われる。この定義に関してはまだまだ考察の余地がある。

大学生物学の教科書 9章 DNAからタンパク質 遺伝子型から表現型まで

担当：石塚
参加者：6名

概要
DNAをRNAポリゾームがmRNAに転写する。mRNAの各々のコードはtRNAを介してアミノ酸に成る。そののちに、アミノ酸は分解や加糖、リン酸のいずれかの処理を受けて体のいちぶになる。この一連の流れをセントラルドグマという。

議題
遺伝子の数が多いほうが、有利なのか

有利とは
種全体が、
食物連鎖の上に居たり
数が多かったり
生存域が広かったり
知能が高かったり
寿命が長かったり
することとした。

いくらかの動物の遺伝子数を列挙して検討した結果、

遺伝子数が多いほうが複雑な構造をもち依って一般に知能が高いといえる
食物連鎖の上に居る

しかし、
数が多いとは限らない
寿命が長いとも限らない

又、
突然変異数は、細菌などの遺伝子数が小さいもののほうが多く、よって種全体として多様性があるので生存域が広い。しかし、一方で、人間のように知能をもって生存域が広いものもあるので、一概にどちらのほうが生存域が広いとは言えない
 


まとめ 
前述のような意味で、遺伝子の多いものが必ず有利とは言えぬものの、多くの条件は満たしているし、偽だとは言えなさそうなので、遺伝子の数の多いほうが、有利といってもよい。

大学生物学の教科書 8章 DNAと遺伝におけるその役割

担当：栗本
参加者：6名

概要
8.1 正しい位置にあった、種間で異なっていた、適正量存在していたという状況証拠を放射線同位体を用いた実験などで証明した。
8.2 DNA構造の特徴は、二重らせん、右回り、逆並行、窒素含有塩基の外縁が主溝と副溝で露出４つ。
8.3 DNAは二重らせんがほどける第1段階と鋳型のDNA鎖の塩基に対してヌクレオチドが伸長鎖に連結される第2段階がある　。
8.4 DNA修復は、校正機構、ミスマッチ修復機構、除去修復機構の３つで行われている。

議題
寿命の存在意義

寿命が存在しなかったら？(老いは20~15歳くらいでとまり、人口増加もしないとする)
・事故で死ぬパターンもある
・自殺者は増える？
・他の外的要因で死ぬ可能性がある
・進化できない(少しはするけど緩やかになる)
→ 圧倒的に長くなるが、平均寿命は存在する可能性
・社会的地位が固定される

子孫を残すメリットは環境適応することでは？
寿命が短ければ、進化が速い

老いがゆっくりになるとしたら？(寿命はある)
→ 寿命が長い方が幸せなのか？
・平均寿命まで生きたら幸せ
・期待値より上の結果が得られれば幸せ

まとめ
　寿命がなかったらというのがどういう状態なのか、想像することは容易ではなかったが、進化にはどんどん世代交代をしていくことが重要で、ずっと生きているのは環境に適応できなくなりそうなので難しそうだなぁという印象だった。加えて、長く生きるのが幸せなのかどうかは議論の余地がありそうだ。

大学生物学の教科書 ７章 遺伝学：メンデルとその後

担当：呉
参加者：６名

概要
7.1 対照的な形質の二系統を交雑させたとき、不可逆的に融合された形質はなく、劣勢の形質は子孫で再び現れる
7.2対立遺伝子は単純な優勢と劣勢の関係を示さない
7.3遺伝子感相互作用は複雑な表現型多数の遺伝子と環境によって決定される
7.4同じ染色体上の遺伝子は繋がっており、また遺伝子は染色分体間で交換できる
7.5真核細胞内に帰省した原核生物も少量の遺伝子を含んでおり、その突然変異は生物に甚大な影響を及ぼす


議論点
隔世遺伝の利用価値

今まで伝えられていない他の遺伝が現れる
→その生物の歴史が見えてくる（過去）
　特定の病気に強いなど今に関係するメリットも見つかるかもしれない（現在）

ゲノムが読める
→ある程度の未来予測も可能
　リスクを避ける人も少なく無いのでは（未来）
　出てくる倫理的問題

まとめ
過去に無い遺伝の特徴が現れることで過去や現在に関する利用価値が見えてくるが、未来に関しては倫理的な問題も発生するので、リスクが分かったとしても それを強く強制したりすることは難しいのではないだろうか。

大学生物学の教科書 6章 染色体、細胞周期および細胞分裂

担当：劉
参加者：６名

概要6.1 細胞が分裂するために、シグナルを受ける、遺伝物質複製、分離、細胞質分裂四つの事象が起こられる。原核生物は二分裂によって分裂し、真核細胞は有糸分裂または減数分裂で分裂する。
6.2 真核細胞の細胞周期はG1期、S期、G2期、M期に分けられる。細胞周期はCdk、RBなどの蛋白質によって調節される。
6.3 細胞周期のM期に有糸分裂が起こる。M期の前期に紡錘体が形成され、前中期に核膜と核小体が消失、中期にセントロメアが赤道板に到達、後期に染色体は両極に移動、終期に核が再形成する。
6.4 有性生活環は三つの種類がある：単相単世代型、世代交代、複相単世代型。有糸分裂は遺伝的不変性をもたらし、減数分裂は遺伝的多様性をもたらす。
6.5 減数分裂は二つの段階がある。第一減数分裂は相同染色体が分離し、四分子交差によって遺伝物質を交換する。第二減数分裂は染色分体を分離し、独立組合せが発生する。
6.6 細胞が死ね方法はネクローシスとアポトーシス二つの方法がある。

議論点HeLa細胞に関する倫理問題

自分の細胞の所有権体の一部を研究・商業に

本人・家族が知らないうちに細胞を利用することアメリカ：今わからない、昔○日本：今×

家族・子孫として：自分のゲノムと似てる細胞を使うのは
今：問題なさそう
将来：問題になるかも

まとめ
　HeLa細胞は今まで利用されているが、長い間に本人と家族が知らないうちに利用さてた。人の考え方は時間によって変わってるので、昔気にしなかったことは将来問題になるかもしれない。

大学生物学の教科書 5章 光合成：日光からのエネルギー

担当：新田
参加者：6名

概要
5.1 光合成は日光のエネルギーを利用して二酸化炭素と水を糖質と酸素ガスに変換する代謝経路であり、通常明反応と暗反応の2つの経路から構成される。
5.2 明反応では光を吸収したクロロフィル分子が還元剤として働き、NADPH + H+とATPの形で化学エネルギーに変換される。
5.3 暗反応では、明反応で作られたNADPH、ATPと二酸化炭素から糖質を合成する。一連の反応をカルヴィンサイクルと呼ぶ。
5.4 光呼吸は二酸化炭素固定の速度を低下させるが、ある種の植物はこれをバイパスできる。
5.5 植物は光合成により産出された糖質を用いて能動輸送や同化作用などの過程にエネルギーを供給する。

議論点
光合成できる動物は普通の動物と比較して顕著な優勢を持つか

メリット
・エネルギーの自給自足が可能
・生息域が広がる

デメリット
・体が緑色になる
・光が当たるための表面積が必要
・生息域が限られる

エネルギーの自給自足というが、光合成だけで生きていけるのか？
・Elysia chlorotica　→　光合成だけでは×
・クラミドモナス　→　光合成だけでも○、糖質でも○
・ウミウシ　→　光合成だけでも○
→普通の動物は（激しく）動き回ることから、光合成以外のエネルギーが必要
　光合成の効率の低さも問題

まとめ
　光合成によりエネルギーを得ることはできるが、それのみで生きていくことは普通の動物には不可能そうである。ウミウシくらいの大きさを上限として、それより大きな動物では光合成が可能なことで顕著な優勢を持っているとは言えなそうだ。

大学生物学の教科書 4章 化学エネルギーを獲得する経路

担当：甲斐
参加者：7名

概要
4.1 細胞は化学燃料であるグルコースを代謝する間にエネルギーを獲得する。
4.2 酸素が電子受容体として利用可能であるとき、解糖系、ピルピン酸酸化、クエン酸回路という3つの経路が代謝過程を開始する。
4.3 酸素がない場合においてピルピン酸を処理する代謝回路として(特にアルコール発酵や乳酸発酵といった)発酵があげられる。
4.4 酸素が電子の受容体として存在する場合、電子伝達鎖・化学浸透の２段階からなる酸化的リン酸化によって大量のATPを合成することができる。
4.5 解糖系や発酵はグルコースの部分的酸化に過ぎないのに対し、細胞呼吸では電子伝達体がピルピン酸酸化とクエン酸回路で還元され、電子伝達鎖で参加され、化学浸透が起こる事によりはるかに多くのエネルギーを生み出す。
4.6 解糖系及び細胞呼吸の経路と他の経路の間には生化学的な物質の流れがあり、解糖系及び細胞呼吸の経路は生命の構成要素の合成・分解の経路と密接に結びついている。

議論点
エネルギー消費のスピードを抑える

・エネルギー消費を抑える → ATP消費を抑える
　生命維持に適した環境を整えて何もしなければ良いのでは？
　エネルギー消費が少なくなるよう体質を改善
　取得エネルギーに対して消費の割合をどれだけ減らせるか

・例として、息を止める事を考える
　息を吐きながら止める事で長く止められる
　→二酸化炭素を排出する事による効果？
　　エネルギー消費とは関係がないのではないか
　　
まとめ
　今回の議論において、エネルギー消費を抑えるといっても、ただ生命を維持できていればいいのか、日常生活を問題なく送れるレベルかといった前提が定まっていなかった事で意見がうまく出なかった。
　議論点に対する回答としては体質を改善するというのがエネルギー消費を抑える上で妥当であると考える。